Un equipo internacional de astrónomos usó ALMA para observar una galaxia distante llamada MACS1149-JD1. Detectaron un brillo muy tenue emitido por el oxígeno ionizado en la galaxia. A medida que esta luz infrarroja viajaba a través del espacio, la expansión del Universo lo extendió a longitudes de ondamás de diez veces más en el momento en que llegó a la Tierra y fue detectado por ALMA. El equipo dedujo que la señal se emitió hace 13.300 millones de años o 500 millones de años después del Big Bang, convirtiéndolo en el oxígeno más distante jamás detectado por cualquiertelescopio [1]. La presencia de oxígeno es una clara señal de que debe haber habido incluso generaciones anteriores de estrellas en esta galaxia.
"Me emocionó ver la señal del oxígeno distante en los datos de ALMA", dice Takuya Hashimoto, autor principal del nuevo artículo e investigador de la Universidad Osaka Sangyo y del Observatorio Astronómico Nacional de Japón ". Esta detecciónempuja las fronteras del Universo observable "
Además del brillo del oxígeno captado por ALMA, también se detectó una señal más débil de emisión de hidrógeno por el Very Large Telescope VLT de ESO. La distancia a la galaxia determinada a partir de esta observación es consistente con la distancia desde la observación de oxígenoEsto hace que MACS1149-JD1 sea la galaxia más distante con una medición de distancia precisa y la galaxia más distante jamás observada con ALMA o VLT.
"Esta galaxia se ve en un momento en que el Universo tenía solo 500 millones de años y, sin embargo, ya tiene una población de estrellas maduras", explica Nicolas Laporte, investigador del University College London UCL en el Reino Unido y segundo autordel nuevo artículo: "Por lo tanto, podemos usar esta galaxia para investigar un período anterior, completamente desconocido de la historia cósmica".
Durante un período posterior al Big Bang no hubo oxígeno en el Universo; fue creado por los procesos de fusión de las primeras estrellas y luego liberado cuando estas estrellas murieron. La detección de oxígeno en MACS1149-JD1 indica que estas generaciones anteriores deLas estrellas ya se habían formado y expulsado oxígeno solo 500 millones de años después del comienzo del Universo.
¿Pero cuándo ocurrió esta formación estelar anterior? Para averiguarlo, el equipo reconstruyó la historia anterior de MACS1149-JD1 utilizando datos infrarrojos tomados con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA y el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Descubrieron que el brillo observadode la galaxia está bien explicado por un modelo donde el inicio de la formación de estrellas corresponde a solo 250 millones de años después del comienzo del Universo [2].
La madurez de las estrellas vistas en MACS1149-JD1 plantea la cuestión de cuándo surgieron las primeras galaxias de la oscuridad total, una época que los astrónomos denominan románticamente "amanecer cósmico". Al establecer la edad de MACS1149-JD1, el equipo ha demostrado efectivamenteque las galaxias existieron antes de las que actualmente podemos detectar directamente.
Richard Ellis, astrónomo senior de UCL y coautor del artículo, concluye: "Determinar cuándo ocurrió el amanecer cósmico es similar al Santo Grial de la cosmología y la formación de galaxias. Con estas nuevas observaciones de MACS1149-JD1 nos estamos acercando a¡presenciando directamente el nacimiento de la luz de las estrellas! Dado que todos estamos hechos de material estelar procesado, esto realmente está encontrando nuestros propios orígenes ".
Notas
[1] ALMA ha establecido el récord para detectar el oxígeno más distante varias veces. En 2016, Akio Inoue de la Universidad Osaka Sangyo y sus colegas usaron ALMA para encontrar una señal de oxígeno emitida hace 13.1 mil millones de años. Varios meses después, NicolasLaporte del University College London usó ALMA para detectar oxígeno hace 13.200 millones de años. Ahora, los dos equipos combinaron sus esfuerzos y lograron este nuevo récord, que corresponde a un desplazamiento al rojo de 9.1.
[2] Esto corresponde a un desplazamiento al rojo de aproximadamente 15.
más información
Estos resultados se publican en un artículo titulado: "El inicio de la formación de estrellas 250 millones de años después del Big Bang", por T. Hashimoto et al., Para aparecer en la revista Naturaleza el 17 de mayo de 2018.
Los miembros del equipo de investigación son: Takuya Hashimoto Universidad de Osaka Sangyo / Observatorio Astronómico Nacional de Japón, Japón, Nicolas Laporte University College London, Reino Unido, Ken Mawatari Universidad de Osaka Sangyo, Japón, Richard S. Ellis University College London, Reino Unido, Akio. K. Inoue Universidad Osaka Sangyo, Japón, Erik Zackrisson Universidad de Uppsala, Suecia, Guido Roberts-Borsani University College London, Reino Unido, Wei Zheng Universidad Johns Hopkins,Baltimore, Maryland, Estados Unidos, Yoichi Tamura Universidad de Nagoya, Japón, Franz E. Bauer Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile, Thomas Fletcher University College London, Reino Unido, Yuichi Harikane Universidad deTokio, Japón, Bunyo Hatsukade Universidad de Tokio, Japón, Natsuki H. Hayatsu Universidad de Tokio, Japón; ESO, Garching, Alemania, Yuichi Matsuda Observatorio Astronómico Nacional de Japón / SOKENDAI, Japón, HiroshiMatsuo Astronomi NacionalObservatorio cal de Japón / SOKENDAI, Japón, Sapporo, Japón, Takashi Okamoto Universidad de Hokkaido, Sapporo, Japón, Masami Ouchi Universidad de Tokio, Japón, Roser Pelló Universidad de Toulouse, Francia, Claes-Erik RydbergUniversität Heidelberg, Alemania, Ikkoh Shimizu Universidad de Osaka, Japón, Yoshiaki Taniguchi Universidad Abierta de Japón, Chiba, Japón, Hideki Umehata Universidad de Tokio, Japón y Naoki Yoshida Universidad de Tokio, Japón.
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Materiales proporcionado por ESO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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